自然信息

法国科学家发现一维导体液晶最近,一个法国科学家研究组鉴别了他们认为是一维导体液晶的第一个样品.法国施特拉斯堡大分子研究中心的科学家们在雅克·西蒙(Jaques Simon)带领下合成出的这一新型液晶相样品.我们知道液晶分子有“长形的”和“盘状的”两种.长形分子可以形成盘状分子所     

聚酰亚胺摩擦膜定向液晶的机理研究

液晶易受所接触基片的影响而规则取向,即所谓的定向或锚定。液晶定向技术,是制备液晶器件的关键技术之一。对液晶定向技术的研究,不仅具有重要的实用价值,而且是一个非常重要的理论问题。 通过摩擦聚酰亚胺(PI)涂覆的玻璃基片来诱导液晶排列,是目前最常用的液晶定向方式。关于摩擦膜的定向机理,一种普遍的假设是液晶分子与摩擦所造成的具有一定取向的聚合物分子间的相互作用。Barmentlo等人通过测量表面二次非线性以及光学相位延迟等方式,进一步论证了这一机制。然而,这些光学表征手段的表面分辨率低于1μm~2,因而只能提供一种宏观及平均意义上的证据。本文利用具有高表面分辨率的扫描探针技术:原子力显微术(AFM)和扫描隧道显微术(STM),从微观角度对摩擦膜定向液晶的机理进行了研究。作为比较,我们同时研究了PI Langmuir-Blodgett(LB)膜的结构及其液晶定向性能。     

光谱参数表征碟形液晶分子的硬核有序

碟形液晶分子是比较新的一类具有柱状液晶相的热致性液晶。液晶的有序度描述液晶分子聚集态结构的性质,其随温度的不连续的变化,反映了分子进入不同的分子间相互作用的相态。液晶体系中,单个分子结构的畸变或无序化是分子聚集态结构性质的函数。作者近期的研究已证明红外光谱谱带     

双偶氮苯掺杂液晶在光场下的Freedericksz转变

合成表征了双偶氮苯酚（ＤＡＰ）,研究了掺杂有少量ＤＡＰ的５ＣＢ液晶体系在光场下发生Ｆｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓｚ转变的情况,发现掺入染料后激励光场强度显著降低,对于１２．５μｍ厚沿面排列掺杂液晶发生Ｆｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓｚ转变的光强为０．３ｍＷ／ｍｍ＾２,比纯５ＣＢ液晶下降３个数量级。这一新现象主要是由于光场作用下染料分子的顺反异构导致液晶分子重新取向,并且产生较强的非线性效应,对于研究光场下的非线性光     

含噁唑环液晶的合成

含有杂环的液晶,有可能提供耐高温和耐酸性催化水解的气相色谱液晶固定液,引起了我们合成杂环型液晶的兴趣.此外,含杂环的液晶在中介相的各向异性(anisotropy)方面,有可能从结构上提供新的性能,并已在航空等方面得到了若干应用.我们以合成氯霉素的中间体,对硝基-α-氨基苯乙酮盐酸盐为方便的原料,合成了一系列含噁唑环系的液晶,并制得了一     

是否存在合理化学合成的极限?

合成化学作为古老的学科之一,曾经是自然科学的重要领域和支撑点.随着现代合成、分析和仪器的进步,特别是随着合成化学的不断发展及其在生物化学、材料化学等领域的应用不断深入,人们关心的重点已经从早期的合成目的逐渐过渡到更加贴近生活的应用领域.例如所合成的分子用于医疗和特殊材料领域时,人们看到的往往是这些分子表现出来的特性和作用,因为这更加直观,而其背后的分子基础和制备这些分子的艺术却在有意无意之间被逐渐淡化.另外,由于合成化学自身的发展促使各种新颖的方法学不断被开发出来,设计巧妙的原子经济、氧化还原经济、无保护基等策略的应用,使得针对特定分子的合成的相对难度在不断的降低,甚至有人认为"没有合成不了的分子".理性合成的化学学科似乎已经发展到了极限,然而真相究竟如何?究竟是否存在合理化学合成的极限?这是Science提出的125个科学前沿问题之一.本文试图从合理化学合成的历史、近期发展等角度探讨这一问题的内涵.     

化学的新动向

企图仿造自然物质的合成化学家们的努力在过去10年中取得了显著成就,已经出现了对人造酶、光合物质和自动组合分子的设计。赖恩等人描述了对一类模仿DNA双螺旋结构的新化合物的配制过程。这些化合物的显著特点之一是通过线性前体与单价铜核相互     

超分子手性的动态调控及功能化

超分子手性的研究对于促进生命科学﹑材料化学等相关学科的发展具有非常重要的价值,已发展成为当前手性科学领域的热点之一.动态的智能超分子手性材料具有良好的刺激响应性,其组装结构和功能特性随外界环境的改变而发生敏感的变化.本文介绍了超分子手性的组装原理,详细阐述了光、温度、氧化还原、p H、溶剂、超声、离子、浓度等刺激对超分子手性的动态调控,着重综述了超分子手性在手性模板、手性开关、手性液晶、手性催化、手性传感、圆偏振发光材料及生物医用材料等方面的功能性研究.这些成果为超分子手性的研究领域拓展了新的发展空间,为手性科学问题的研究提供了新思路和新方法.     

X射线衍射法鉴定液晶相结构原理

液晶已被广泛应用于现代科学技术。液晶相结构的鉴定是开发和应用液晶物质必不可少的一个过程。目前,X射线衍射(XRD)被认为是一种最为权威的方法,用它除了可测定液晶分子结构参数外,还可鉴别液晶物质在分子水平上的堆砌状态以及液晶相分子序的类型。于是,与液晶态相对应的XRD图形的分析就成为液晶研究中所关注的一个方面。     

家蚕的丝素大分子也可形成液晶态

天然和合成液晶高聚物的结构、性能及其应用已得到广泛的研究。然而,对于家蚕的丝素分子能否形成液晶则研究得不多。最近,日本学者马越淳首次研究发现,家蚕的丝素大分子从丝腺的前部流出时呈现出液晶序列。在家蚕的丝腺前部,丝素大分子的构象主要是无规线团构象。此外,还带有少量的α螺旋构象。当液体丝在20℃干燥后,则构象只是α-型。但是,当液体丝从丝腺前部取出后再干燥时,丝素大分子则具有β-型构象。     

植物激素调控研究进展

近年来, 随着大量植物激素合成与信号途径突变体的分离鉴定及其相应基因的克隆, 人们对植物激素的合成、运输、信号转导和降解及其在植物生长中的作用开始有了比较深入的了解. 植物激素研究在激素受体分离鉴定、激素间相互作用以及激素调控植物生长发育的分子机理等方面取得了一系列突破性进展. 全面深入地了解这些调控途径及其分子机制将帮助人们更好地理解激素如何在植物生长发育中发挥作用. 本文综述了植物激素调控领域在这些方面取得的最新研究进展.     

超分子科学: 认识物质世界的新层面

经过近20多年的快速发展, 超分子化学已远远超越了原来有机化学主客体体系的范畴, 形成了自己独特的概念和体系: 如分子识别、分子自组装、超分子器件、超分子材料等, 构成了化学大家族中一个颇具魅力的新学科^[1,2]. 同时, 超分子的思想使得人们重新审视许多传统的但仍具很大挑战的已有学科分支, 如配位化学、液晶化学、包合物化学等, 并给它们带来了新的研究空间. 超分子化学的重要特征之一是它处于化学、生物和物理学的交界处, 体现在这些学科从不同角度揭示分子组装的推动力及调控规律. 在与其他学科的交叉融合中, 超分子化学已发展成了超分子科学, 被认为是21世纪新概念和高技术的一个重要源头^[3].     

化学为什么要合成?

正菲利普·鲍尔(Philip Ball)思考了很多理由来解释化学家们为何要合成分子,并权衡如若停止合成会带来的得与失。为什么化学家们要合成分子呢?明摆着(而且真实)的回答是:因为我们需要分子。这就是为什么化学合成仍然充满着活力,并将一如既往地为21世纪提供药物、材料以及商品。这些年年为大家带来福利。2015年,化学家们公开了一种全新的合成     

条带织构装饰技术观察高分子液晶态的向错形态

高分子液晶态与小分子液晶态相似能表现出多种类型的中介相,其中之一是向列相。高分子液晶向列相存在有向错结构,它是由分子取向方向发生不连续变化而引起的。在偏光显微镜下向列相呈现二条和四条黑色条纹相交于一点所组成的纹影织构,它们分别对应于强度s=±1/2和s=±1两种类型的向错分子指向矢取向排列形式的一种光学效应.近年来人们根据高分子分子链弛豫时间较长和可以结晶的特性,将高分子液晶态淬火冻结成液晶玻     

芳胺与卤素的分子络合物的电子磁共振谱

由给电子和受电子分子形成的固态分子络合物已有不少人研究过。晚近,赤松等曾合成了芳香族和脂肪族碳氢化合物与碘及溴的分子络合物,爱森贝尔格等制备了吲(口朶)与碘的分子络合物,卢品斯克等得到了联苯胺与碘及溴的分子络合物。有趣的是,这些络合物都有较强的电子磁共振     

类似于酶的合成分子

美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的化学家合成了能够络合其他中性分子、具有空腔结构的分子。这些结果标志着人们在设计具有相似于酶的络合能力的分子方面取得了初步的成功。洛克菲勒(Rockefeller)大学的一位博士后研究人员肯特D·史蒂沃特(Kent D.Stewart)在接受美国《化学与工程新闻》杂志有机专业组记者的采访时指出,加州大学这一研究组在合成这种络合分子或叫做宿主分子(host molecule)时,将4摩尔的间苯二酚和4摩尔的乙醛分子缩合起来,然后让这一大环中间体和     

精氨酸~(B31)—人胰岛素的初步晶体学研究

胰岛素是迄今研究得最为广泛和深入的一种激素蛋白质,在其大量有关结构-功能关系知识积累的基础上,试图通过蛋白质工程构建新型胰岛素分子(如具有长效、高效、低免疫原性等)以改进糖尿病的临床治疗,已成为目前胰岛素研究的一个重要方向。 近年来,利用半合成和基因突变技术修饰胰岛素B链末端残基已获得明显的长效效应(如文献),深入了解这类修饰胰岛素长效作用的结构基础对寻求更优异的分子设计具有重要意义,这就需要这些衍生物的精确三维结构知识,本文报道一种经半合成制备的长效胰岛素——精氨酸-人胰岛素的初步晶体学研究。     

液晶——变色的化学物质

人们对液晶的认识大约已经历了一个世纪。莱尼茨尔(F.Reintzer)曾因发现液晶而享有盛誉。十九世纪五十年代中期已有文字记录描述了与液晶性质相类似的规律。然而关于液晶性质和结构方面的研究,却开始于二十世纪五十年代,即布朗(G.H.Brown)和肖(W.G.Shaw)在《化学评论》上发表文章之后(1957年)。科学家们习惯上认为物质存在着迥然不同的三种状态,即固态、液态和气态。在气体状态,微粒充满整个容器,并在其中自由自在无所约束地漫游。在液体状态,分子没有高度的序列性,分子绕其长轴旋     

聚对苯撑对苯二甲酰胺液晶的中介相转变

近年来,高分子液晶方面的研究引起了人们的极大兴趣,特别是对位芳香族聚酰胺浓溶液的液晶性质已成为目前研究的主要课题之一。对于芳香族聚酰胺溶液来说,由于分子链的刚硬性而在溶液中具有近于棒状的构象,当超过临界浓度时可由各向同性溶液转变成各向异性溶液,有序区域中分子链是沿链长度方向呈一维有序排列,从而形成溶致性向列型液晶。已     

胶束、液晶的Raman光谱研究

表面活性剂的缔合结构,包括胶束、微乳液、溶致液晶、囊泡等,它们的结构不同,其物化性能和应用范围不同.若能用简便方法能判断不同类型的缔合结构,在实际应用是非常重要的.Mitchell和Israelachvili利用表面活性剂分子结构数据所组成的聚结参数 V/A·L_c作为结构判据(式中V为表面活性烃链的分体积,L_c为其烃链长度,A为极性基团的截面积),就是一个典型的例子.表面活性剂分子的Raman光谱受到其烃链振动形式所控制.在2800～2970cm~(-1)范围内的C-H伸缩振动,对分子排列和所处微环境变化非常敏感.Amorin等人提出R=I_(2880)/I_(2850)为有序参数,其值越大,分子排列有序性越为好;另外把P=I_(2930)/I(2850)作为极性参数,其值越大,分子所处微环境的极性也越大.本文从研究表面活性剂/醇/水体系的Raman光谱,提出一个新的参数 R′=I_(2910)/I(2880),作为胶束和溶致液晶之间的判据.若该体系R′<1为胶束体系,R′>1则为溶致液晶体系.这个结论为多个不同体系所证实,并且从理论上进行探讨.1实验部分1.1药品十二烷基甜菜碱(C_(12)BE),十四烷基甜菜碱(C_(14)BE),十六烷基甜菜碱(C_(16)BE),它们的合成方法和提纯方法见文献[6].十二烷基磺酸钠(AS)和十六烷基三甲基溴化胺(CTAB),均是CP级,再重结晶两次.正丁醇(C_4OH)为AR级,